Anneaux géants sur la surface glacée des lacs Baïkal et Hovsgol

Lundi, 23 mai 2016

Mesures hydrographiques sur la glace pendant les missions de terrain. © Alexei Kouraev, LEGOS/OMP Une équipe internationale(1) comprenant des chercheurs du Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS/OMP, Université Paul Sabatier / CNRS / CNES / IRD) vient de découvrir pourquoi des anneaux géants apparaissent certains hivers sur la surface glacée du lac Baïkal en Russie et du lac Hovsgol en Mongolie. Ce déconcertant phénomène naturel serait dû à des tourbillons d’eaux chaudes se produisant sous la glace. D’où viennent ces tourbillons ? Voilà un nouveau mystère à éclaircir pour les chercheurs.

"Mystérieux, énormes…", les anneaux géants du lac Baïkal en Russie attisent depuis quelques années l'intérêt des scientifiques et du grand public.
Si ces anneaux sont connus, c’est qu’ils se manifestent sur les images optiques satellitaires en raison de l’existence de différences dans l'épaisseur de la glace, celle-ci étant plus épaisse et blanche à l’intérieur et à l'extérieur de l'anneau et plus fine et sombre au niveau de l'anneau lui-même. D’un diamètre de 5-6 km, ces anneaux apparaissent de manière imprévisible certains hivers, en des endroits différents de la surface du lac. Comment expliquer un tel phénomène ? Plusieurs hypothèses ont été formulées, dont aucune n’a jusqu'à présent fait consensus.

Afin d’établir un inventaire de ces anneaux, des chercheurs du LEGOS, en coopération avec des chercheurs russes et mongols, ont analysé les images optiques satellitaires ainsi des photographies prises depuis la Station spatiale internationale, pour la période 1974-2015. Ils ont ainsi pu recenser 45 anneaux sur le lac Baïkal, dont 13 seulement étaient déjà connus, mais aussi - pour la première fois - 4 anneaux sur le lac Hovsgol en Mongolie.



Pour tenter de comprendre cet étonnant phénomène naturel, les chercheurs ont organisé des missions de terrain dans la région de ces lacs, entre 2012 et 2015, afin de mesurer les propriétés physiques (température et conductivité) de la colonne d'eau sous la glace. Ils ont ainsi pu mettre en évidence la présence sous la glace, au niveau des anneaux, de tourbillons chauds en forme de lentille, qui sont présents avant et pendant l'apparition des anneaux sur les images satellitaires. Or, de tels tourbillons engendrant une fonte plus intense de la glace au niveau de leurs bords qu’au centre, du fait de la plus grande vitesse du courant sur ces bords, leur présence explique de fait la formation des anneaux.
Avec la mise en évidence de ces tourbillons, les chercheurs ont donc trouvé le mécanisme responsable de la formation des anneaux. Il leur reste à comprendre maintenant quels sont les processus qui génèrent ces tourbillons.


Mesures hydrographiques du 6 avril 2012 (transects A-B et C-D, à gauche) et du 3 et 4 avril 2014 (transects E-F et G-H, à droite) dans la région du cap Nizhneye Izgolovye du lac Baikal : a) cartes des stations avec les mesures d'épaisseur de la glace (en cm dans les parenthèses), les transects (lignes noires) et les anneaux (cercles gris) et b) sections verticales de la température de l'eau (°C).

Note(s): 
  1. Les institutions étrangères impliquées sont les suivantes : State oceanography Institute (St. Petersburg, Russia), Tomsk State University (Russia), P.P. Shirshov Institute of oceanology (Moscow, Russia), S.Yu.Witte Moscow University (Russia), Limnological Institute (Irkutsk, Russia) et Great Baikal Trail Buryatiya (Ulan-Ude, Russia)
Source(s): 

Kouraev A.V., Zakharova E.A., Rémy F., Kostianoy A.G., Shimaraev M.N., Hall N.M.J., Suknev A.Ya., Giant ice rings on Lakes Baikal and Hovsgol: inventory, associated water structure and potential formation mechanism, Limnology and Oceanography 2016, 61, p. 1001-1014, doi: 10.1002/lno.10268

Contact(s):
  • Alexei Kouraev, LEGOS/OMP
    alexei [dot] kouraev [at] legos [dot] obs-mip [dot] fr, 05 61 33 29 37

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